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PATENTANSPRÜCHE
1. Dünnschichtverdampfer, mit einem Gehäuse (1), das eine Wärmeaustauschfläche (10) aufweist, mit einer Welle (6) eines Rund-Läufers (7), welche gesickte Trommeln (8, 8a) trägt, von welchen jede an den Stirnseiten auf Naben (11, 12) befestigt ist, die an der Welle (6) starr befestigt sind, sowie Bohrungen (9) zum Herausschleudern der Flüssigkeit gegen die Wärmeaustauschfläche (10) des Gehäuses (1) besitzt, mit einer Vorrichtung (18, 19) zur gleichmässigen Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile (17) der Sicken einer jeden der Trommeln (8, 8a) sowie mit einer zentrifugalen Abscheidungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung (18) zur gleichmässigen Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile (17) der Sicken der oberen Trommel (8) in Form eines an der Welle (6) des Rund-Läufers (7) starr befestigten Tellers (20) ausgeführt ist, der für die Überdeckung des Hohl raums der Trommel (8) und für den Durchgang des Dampfes durch den Ringspalt (21) zwischen der Aussenfläche der
Trommel (8) und der Wärmeaustauschfläche (10) des Ge häuses (1) eingerichtet ist, und dass die zentrifugale Abschei dungsvorrichtung sich aus Sektionen zusammensetzt, von wel chen jede Sektion zwischen den benachbarten Trommeln (8,
8a) untergebracht ist und vertikal angeordnete Schaufeln (29) aufweist,
welche für die Abführung der abgeschiedenen Flüssigkeit auf die Vorrichtung (19) zur gleichmässigen Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche (10) der vorstehenden Teile (17) der Sicken zur unteren Trommel (8a) ausgeführt sind.
2. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teller (20) eine Einsenkung aufweist, die in Form eines zylindrischen Behälters (22) ausgeführt ist, dessen Kanten in Form eines konzentrischen Ringes (23) ausgebildet sind, dass der Innendurchmesser (d) dieses Ringes kleiner als der Innendurchmesser (d2) des zylindrischen Behälters (22) ist und dass der Ring selbst mit seiner Kreislinie an die Innenfläche der Sicken der Trommeln (8, 8a) anliegt.
3. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (29) mit ihren Stirnen in den Naben (11, 12) der benachbarten Trommeln (8, 8a) befestigt sind, dass ihr Querschnitt krummlinig ist, und dass sie
Aussenkanten (30) aufweisen, welche nach innen zurückge bogen sind.
4. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsenkungen (19) der Sicken der Trommeln (8, 8a) durchgehend ausgeführt sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dünnschichtver dampfer, mit einem Gehäuse, das eine Wärmeaustauschfläche aufweist, mit einer Welle eines Rund-Läufers, welche gesickte Trommeln trägt, von welchen jede an den Stirnseiten auf Naben befestigt ist, die an der Welle starr befestigt sind, sowie Bohrungen zum Herausschleudern der Flüssigkeit gegen die Wärmeaustauschfläche des Gehäuses besitzt, mit einer Vorrichtung zur gleichmässigen Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile der Sicken einer jeden der Trommeln sowie mit einer zentrifugalen Abscheidungs vorrichtung.
Ein solcher Verdampfer kann eine breite Anwendung in chemischer, erdölchemischer, Nahrungsmittel- und pharmazeutischer Industrie in Apparaten finden, in welchen Verdampfung, Destillation und Konzentrieren von thermisch instabilen Stoffen durchgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung kann eine besonders wirksame Anwendung als Verdampfapparat (Destillationsblase) einer Kolonne bei der Vakuumrektifikation finden.
Die Notwendigkeit der Schaffung von Dünnschichtverdampfern mit einem Läufer lässt sich dadurch erklären, dass in diesen Apparaten weiche Bedingungen für die Durchführung der Destillation, des Eindampfens, des Konzentrierens und der Verdampfung erreicht werden, welche es ermöglichen, eine Zersetzung und eine Polymerisation der zu bearbeitenden Produkte, insbesondere der thermisch instabilen, zu vermeiden. Solche Apparate weisen einen geringen Strömungswiderstand auf, und in diesen Apparaten fehlt praktisch der Wassersäulendruck, was es gestattet, die Bearbeitung der Produkte unter Vakuum (bei einem verminderten Druck, bei einem Restdruck bis zu 1 mm Quecksilbersäule) durchzuführen, d. h.
die Temperatur im Apparat zu senken.
Ausserdem ist die Verweilzeit des Produktes in diesen Apparaten kleiner im Vergleich mit den anderen Typen der bekannten Verdampfer. Sie beträgt nun einige Sekunden, z. B.
5 5 bis 40 Sek., so dass der Grad der Wärmeeinwirkung auf ein Minimum reduziert werden kann.
Die kennzeichnende Besonderheit der Dünnschichtverdampfer besteht darin, dass in diesen Apparaten ein hochintensiver Wärmeaustausch bei einer geringen Verweilzeit der zu verarbeitenden Produkte verwirklicht wird.
Es wurden Dünnschichtverdampfer mit einem Läufer entwickelt, in denen die Flüssigkeitshaut an der Wärmeaustauschfläche des Apparates durch die Schaufeln des Läufers erzeugt wird, welche an einer Antriebswelle starr befestigt sind. In diesen Dünnschichtverdampfem ist zwischen ihrem Gehäuse und den Schaufeln ein Spalt mit einer Dicke von 1 bis 2 mm vorgesehen. (DE-PS Nr. 1 029 642, Klasse 12a, 2 vom 30.4.58; DE-PS Nr. 971 974, Klasse 12a, 2, bekanntgemacht am 23.4.59; Priorität vom 17.3.51; US-PS Nr. 2 596 086, Klasse 159-6, bekanntgemacht am 6.5.52, Priorität in der Schweiz vom 30.10.44).
Der Apparat dieses Typs ist durch eine begrenzte Wärmeaustauschfläche gekennzeichnet, weil seine Konstruktion, Herstellungstechnologie, Montage und Betrieb durch das Vorhandensein eines geringen Spaltes zwischen den Wänden des Gehäuses und den Schaufeln des Läufers erschwert sind. Bei diesem Apparat ist auch ein dynamischer Masseausgleich des Läufers unter der Berücksichtigung der thermischen Verformungen des Läufers und des Gehäuses des Apparates erforderlich. Der Apparat ist gegen Wärmebelastungen und Belastungen durch die Flüssigkeit empfindlich. Die höchste Wirksamkeit des Verdampfers wird bei höheren Belastungen durch die Flüssigkeit erreicht, und zwar wenn 25 bis 50% des Ausgangsrohstoffes aus dem Apparat abgeführt werden. Die Ab scheidung der Flüssigkeitstropfen aus dem Dampfstrom wird nicht genügend zuverlässig und nicht vollständig gesichert.
Bei einem später entwickelten Dünnschichtverdampfer, in dem die Flüssigkeitshaut an der Wärmeaustauschfläche des Apparates durch die Schaufeln des Läufers erzeugt wird, wel che an einer Antriebswelle angelenkt sind und über die Ober fläche des Apparategehäuses gleiten, wurde das Problem der Vergrösserung der Wärmeaustauschfläche teilweise gelöst.
Die Konstruktion dieses Apparates gestattet es, Verdampfer mit grösseren Abmessungen zu schaffen (GB-PS Nr.
923 889, Klasse 32 B, bekanntgemacht am 8.04.63, Priorität in der BRD vom 7.05.58; GB-PS Nr. 912 922, Klasse 32B, bekanntgemacht am 12.12.62, Priorität in den USA vom
4.04.58).
Alle übrigen genannten Nachteile des vorhergenannten bekannten Verdampfers sind jedoch auch bei dieser Konstruk- tion des Verdampfers geblieben. Die unmittelbare Berührung der Schaufeln des Läufers mit der Wärmeaustauschfläche des
Apparates führt ausserdem neben dem unerwünschten Ver
schleiss der Schaufeln und des Gehäuses zu einer Verunreinigung des Produktes.
Das Vorhandensein der sich am Gehäuse reibenden Schaufeln macht eine sorgfältige Bearbeitung der Oberfläche des Apparategehäuses sowie die Herstellung einer polierten Oberfläche erforderlich. Dabei sollen die Schaufeln des Läufers aus einem verschleissfesten Werkstoff hergestellt werden, welcher hohe Gleiteigenschaften aufweist.
Um ein gleichmässiges Anliegen einer jeden Schaufel an die Wärmeaustauschfläche des Gehäuses zu gewährleisten, sind eine sorgfältige Ausführung und Montage des Läufers erforderlich.
Die optimale Dicke der Haut wird bei dem vorliegenden Verfahren zur Herstellung der Dünnschicht an der Wärmeaustauschfläche durch eine komplizierte Zusammenwirkung bestimmt. Sie hängt, einerseits, von den physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit, und, anderseits, von der Drehgeschwindigkeit des Läufers, dem Gewicht der Schaufeln, deren Anliegen an die Wärmeaustauschfläche und den konstruktiven Besonderheiten des Läufers ab.
Aus diesem Grunde werden die besten Bedingungen für den Betrieb des Apparates in einem verhältnismässig engen Bereich der Drücke der Schaufeln auf die Flüssigkeit erreicht.
Bei einer Erhöhung des optimalen Druckes können die Schaufeln die Wärmeaustauschfläche entblössen, d. h. die Haut abreissen. Bei einem geringeren Druck kann die Flüssigkeit durchfallen.
Das Problem der Vergrösserung der Wärmeaustauschfläche um das 1,5- bis 2fache, die Vereinfachung der Konstruktion des Apparates, seiner Herstellung und seines Betriebes wurde in einem bedeutenden Masse in einer noch später entwickelten Konstruktion des Läufer-Dünnschichtverdampfers gelöst, in dem die Erzeugung einer Flüssigkeitshaut an der Wärmeaustauschfläche ohne Verwendung von Rührvorrichtungen verwirklicht wird. In diesem Apparat wird die Flüssigkeit unter der Einwirkung von Zentrifugalkraft fernsteuerbar mittels an der Welle des Läufers angeordneter gesickter Trommeln verteilt, welche Bohrungen zum Herausschleudern der Flüssigkeit gegen die Wärmeaustauschfläche des Apparategehäuses (s. UdSSR-Urheberschein Nr. 232 955, Klasse 12a, 2 vom 17.03.64) aufweisen.
In den Ausführungsformen der bekannten Apparate wurden nicht alle Möglichkeiten für die Intensivierung des Wärmeaustausches benutzt. Es wurden z. B. die Möglichkeit einer Intensivierung des Wärmeaustausches durch die Ausnutzung der gesamten Fläche des Apparategehäuses in der Höhe des Läufers und die Möglichkeit einer Intensivierung des Wärmeaustausches durch die Vergrösserung der Reibung des Dampfes an der Flüssigkeit, der herabfliessenden Haut, nicht ausgenutzt. Der zuletzt genannte Nachteil wird dadurch bewirkt, dass der an der Wärmeaustauschfläche sich bildende Dampf sofort durch die in den Einsenkungen der Sicken der Trommeln vorgesehenen Bohrungen in den Innenraum abgeführt wird.
Die Vorrichtungen zu einer gleichmässigen Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile der Sicken der Trommel sind sperrig. Sie umfassen einen unterhalb der oberen Trommel starr im Gehäuse befestigten Zylinder mit einem unteren verzahnten Boden, einen Speiser, der in Form eines am Läufer befestigten und im Zylinder angeordneten Bechers ausgeführt ist. Im Unterteil des Bechers sind radiale Rohre und ein Ring mit Rand vorgesehen, welcher unter dem Boden des feststehenden Zylinders angeordnet und im oberen Teil der Trommel befestigt ist. Eine solche Konstruktion der Verteilungsvorrichtung sieht zwei unzweckmässige Etappen der Umverteilung der Flüssigkeit vor, und zwar eine Zwischenverteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche des feststehenden Zylinders und eine Verteilung der Flüssigkeit um den Ring der Trommel.
Dabei muss man berücksichtigen, dass auf diesen Etappen der Verteilung Voraussetzungen für das Mitreissen der Flüssigkeit (sekundäre Mitnahme) durch den Strom des sekundären Dampfes geschaffen werden, welcher mit den Spritzern und Tropfen in Berührung kommt, die sich beim Herausschleudern der Flüssigkeit aus den radialen Rohren des Speisers beim Verspritzen durch die Oberfläche des feststehenden Zylinders und den Verteilungsring der Trommel bilden.
Die Vorrichtung zur Abscheidung der Flüssigkeitstropfen aus dem Dampf-Flüssigkeit-Strom, die im Apparategehäuse oberhalb der oberen Trommel, genauer gesagt in dem Ringspalt zwischen dem Gehäuse und dem Becher des Speisers, angeordnet ist, umfasst eine zentrifugale Abscheidungsvorrichtung. Diese Vorrichtung ist in Form von am Läufer befestigten, geneigten Schaufeln mit abgebogenen Oberkanten und einer Reihe von radial zum Gehäuse starr befestigten Vertikalplatten ausgeführt, über welchen ein konzentrischer Ring angeordnet ist. Diese Vorrichtung gewährleistet keine vollständige Abscheidung der Flüssigkeitstropfen. Die Abscheidung wird in einem Arbeitsgang verwirklicht, und der gesamte Strom des Dampfes geht durch den Fliehkraftabscheider.
Die abgeschiedenen Flüssigkeitstropfen werden dabei von den Seitenkanten der Schaufeln des Abscheiders auf die Wand des Apparates abgeworfen, und die fliegenden Flüssigkeitstropfen kommen mit dem in den Abscheider eintretenden Dampfstrom in Berührung, d. h. es besteht die Möglichkeit einer sekundären Mitnahme der Flüssigkeit. Man muss darauf verweisen, dass eine Vergrösserung der Höhe des Abscheiders, der Anzahl der Schaufeln und der Richtung der Gänge zwischen diesen mit grossen Schwierigkeiten, d. h. mit der Vergrösserung des Widerstandes des Apparates, verbunden ist, was für diesen Typ der Apparate, welche bei einem Restdruck von 1 bis 5 mm Quecksilbersäule betrieben werden, unzulässig ist.
Das Vorhandensein einer grösseren Anzahl von Bohrungen (Tausende, Zehntausende) in den Einsenkungen der Sikken der Trommeln für den Durchgang des Dampfes aus dem Ringraum zwischen der Trommel und dem Gehäuse in den Innenraum der Trommel erschwert die Herstellung des Apparates und erhöht seine Herstellungskosten. Das Vorhandensein der Bohrungen trägt ausserdem zum Mitreissen der Flüssigkeitstropfen durch den Dampf beim Durchgehen desselben in den Hohlraum der Trommel bei.
Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, einen Dünnschichtverdampfer mit einem Läufer zu schaffen, zudem die Vorrichtung zur gleichmässigen Verteilung der Flüssigkeit und die zentrifugale Abscheidungsvorrichtung einen intensive- ren Wärmeaustausch erlauben, bei dem die Abscheidung verbessert wird, wobei die gesamte Konstruktion desselben einfacher ist.
Die gestellte Aufgabe wird beim Dünnschichtverdampfer der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Vorrichtung zur gleichmässigen Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile der Sicken der oberen Trommel in Form eines an der Welle des Rund Läufers starr befestigten Tellers ausgeführt ist, der für die Überdeckung des Hohlraums der Trommel und für den Durchgang des Dampfes durch den Ringspalt zwischen der Aussenfläche der Trommel und der Wärmeaustauschfläche des Gehäuses eingerichtet ist, und dass die zentrifugale Abscheidungsvorrichtung sich aus Sektionen zusammensetzt, von welchen jede Sektion zwischen den benachbarten Trommeln untergebracht ist und vertikal angeordnete Schaufeln aufweist,
welche für die Abführung der abgeschiedenen Flüssigkeit auf die Vorrichtung zur gleichmässigen Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile der Sicken zur unteren Trommel ausgeführt sind.
Bei diesem Apparat wird eine bessere Abscheidung ge währleistet. Bei dem erfindungsgemässen Apparat wird die Abscheidung der Flüssigkeitstropfen aus dem Dampf-Flüssigkeit-Strom in drei Etappen verwirklicht: zunächst im Spalt zwischen der Trommel des Läufers und der Wand des Gehäuses (vorläufige Abscheidung); dann bei der Änderung der Richtung des Stromes um 90 , beim Eintritt in die zentrifugale Abscheidungsvorrichtung, die zwischen den benachbarten Trommeln untergebracht sind. Dabei geht durch jede der Sektionen der zentrifugalen Abscheidungsvorrichtung nur ein Teil des Dampfes durch, der sich in einer obenliegenden Sektion des Apparates bildet, was es gestattet, die Dampfgeschwindigkeit in dem Abscheider zu vermindern und dadurch die Bedingungen für den Betrieb desselben zu verbessern.
Die zentrifugale Abscheidungsvorrichtung, die sich aus Sektionen zusammensetzt und bei welcher jede der Sektionen zwischen den benachbarten Trommeln untergebracht ist, kann vertikal auf der Kreislinie angeordnete Schaufeln aufweisen, die für die Abführung der abgeschiedenen Flüssigkeit auf die Vorrichtung zur gleichmässigen Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile der Sicken der unterhalb angeordneten Trommel eingerichtet sind.
Um jede Sektion der zentrifugalen Abscheidungsvorrichtung im Apparat unterbringen zu können, ist keine zusätzliche Höhe des Apparates (nicht arbeitender Teil des Apparates) erforderlich, weil der vorhandene Abstand zwischen den Trommeln mehr als ausreichend ist.
Bei der gleichen Länge des Läufers und den gleichen Abmessungen des Arbeitsteils des Apparates weist der erfindungsgemässe Verdampfer eine um 20 bis 25% grössere Wär meaustauschfläche auf. Die Intensivierung wird durch die neue Konstruktion erreicht, die die Ausnutzung der Oberfläche des oberen Teils des Apparates ermöglicht, in dem früher die zentrifugale Abscheidungsvorrichtung, der Stutzen für die Abführung des sekundären Dampfes und die Vorrichtung zur gleichmässigen Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile der Sicken der oberen Trommel untergebracht wurden.
Im vorliegenden Fall ist die zuletzt genannte Vorrichtung im oberen Teil der Trommel angeordnet und in Form eines Tellers ausgeführt, und die zentrifugale Abscheidungsvorrichtung setzt sich aus einzelnen Sektionen zusammen und ist zwischen den benachbarten Trommeln angeordnet.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung durch eine ausführliche Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels und beigefügte Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Gesamtansicht des vorliegenden Dünnschichtverdampfers im Längsschnitt,
Fig. 2 Schnitt nach II-II der Fig. 1.
Der in Fig. 1 dargestellte Dünnschichtverdampfer enthält ein vertikal angeordnetes, von aussen beheizbares Gehäuse 1 mit Mänteln 2 und Stutzen 3, 4, 5 jeweils für die Zuführung des Ausgangsproduktes, die Abführung des Blasenrückstandes (oder der konzentrierten Lösung), die Ableitung des Zweitdampfes. Innerhalb des Gehäuses 1 ist die Welle 6 eines Rund-Läufers 7 angeordnet, die gesickte Trommeln 8, 8a trägt, welche mit den Bohrungen 9 (Fig. 2) zum Herausschleudern der Flüssigkeit gegen die Wärmeaustauschfläche 10 (Fig. 1) des Gehäuses 1 versehen sind. Die Trommeln 8, 8a sind an den Stirnseiten in Naben 11, 12 befestigt, welche an der Welle 6 starr befestigt sind. Sie werden an den Ringen 13, 14 jeweils der oberen und der unteren Nabe 11, 12 mittels der Reifen 15 (Fig. 2) und Schrauben 16 befestigt.
Die Wandungen der Trommeln 8, 8a sind in der Längsrichtung gesickt, um die Flüssigkeit, welche der Innenfläche der Trommeln zugeführt wird, in einzelne Ströme einzuteilen, welche unter der Einwirkung der Schwerkraft über die Innenfläche der vorstehenden Teile 17 der Sicken frei herabfliessen, in denen die Bohrungen 9 zum Herausschleudern der Flüssigkeit gegen die Wärmeaustauschfläche 10 des Gehäuses 1 vorgesehen sind. An der Welle 6 des Läufers 7 sind eine Vorrichtung 18, 19 zur gleichmässigen Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile 17 der Sicken einer jeden Trommel 8, 8a sowie eine zentrifugale Abscheidungsvorrichtung angeordnet.
Die Vorrichtung 18 zur gleichmässigen Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile 17 der Sicken der oberen Trommel 8 stellt, erfindungsgemäss, einen starr an der Welle 6 des Läufers 7 befestigten Teller 20 dar, der im oberen Teil der Trommel 8 angeordnet und mit diesem mittels des Reifens 15 und der Schrauben 16 befestigt ist; es ist zur Überdeckung des Hohlraumes der Trommel von oben eingerichtet, damit der Dampf durch den ringförmigen Spalt 21 (Fig. 2) zwischen der Aussenfläche der Trommel 8, 8a und der Wärmeaustauschfläche 10 des Gehäuses 1 durchgehen kann.
Der Teller 22 weist eine Einsenkung auf, die einen zylindrischen Behälter 22 (Fig. 1) darstellt, dessen Kanten in Form eines konzentrischen Ringes 23 ausgeführt sind, bei welchem der Innendurchmesser dl (Fig. 2) kleiner als der Innendurchmesser d2 des zylindrischen Behälters 22 ist, wobei der Ring auf seiner Kreislinie an die Innenfläche der Einsenkungen 24 der Sicken der Trommel 8 anliegt.
Durch das Vorhandensein eines ringförmigen Ansatzes oberhalb des zylindrischen Behälters 22 werden von der sich unter dem ringförmigen Ansatz bildenden vertikalen konzentrischen Flüssigkeitsschicht, welche der Breite des Ansatzes gleich ist, ein gleichmässiges Überfliessen der Flüssigkeit über die Innenkante des konzentrischen Ringes 23 auf deren gesamten Kreislinie und deren anschliessende Verteilung über die Oberfläche des Ringes 23 in Form einer gleichmässigen Dünnschicht gesichert, die auf die Innenfläche der vorstehenden Teile 17 der Sicken der Trommel 8 herabgeworfen wird.
Ausserdem wird durch den Teller 20 der Hohlraum der oberen Trommel 8 überdeckt, wodurch ein Eindringen des Dampfes in den Hohlraum von oben verhindert und erforderliche Voraussetzungen für den Durchgang des Dampfes durch den ringförmigen Spalt 21 zwischen der Aussenfläche der Trommeln 8, 8a und der Wärmeaustauschfläche 10 des Gehäuses 1 geschaffen werden.
In den unten angeordneten Trommeln 8a enthält die Vorrichtung 19 zur gleichmässigen Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile 17 der Sicken der Trommel 8a einen Ring 13 der oberen Nabe 11, der auf der Umfangslinie an den Einsenkungen 24 der Sicken der Trommel 8a angrenzt, und auf der Kreislinie des Ringes 13 ist ein Rand 25 angeordnet, der eine Überleitung der Flüssigkeit in den Hohlraum der Trommel 8a verhindert.
Um ein Überfliessen der Flüssigkeit aus einer jeden oberhalb liegenden Sektion auf den Ring 13 der Vorrichtung 19 zur gleichmässigen Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile 17 der Sicken einer jeden un terhalb liegenden Trommel 8a zu gewährleisten, sind im Gehäuse 1 des Apparates zwischen den benachbarten Trommeln
8, 8a ringförmige Sammelbehälter 26 mit Rinnen 27 angeordnet.
Gemäss der Erfindung ist die zentrifugale Abscheidungsvorrichtung aus einzelnen Sektionen zusammengesetzt ausgeführt, wobei eine jede Sektion 28 zwischen den Trommeln 8 und 8a und zwischen den benachbarten unterhalb liegenden Trommeln 8a und 8a angeordnet ist. Sie weist vertikal auf der
Kreislinie angeordnete Schaufeln 29 (Fig. 2) auf, die für die
Abführung der abgeschiedenen Flüssigkeit auf die Vorrichtung
19 zur gleichmässigen Verteilung der Flüssigkeit über die
Innenfläche der vorstehenden Teile 17 der Sicken der unter halb liegenden Trommel 8a eingerichtet sind. Die Schaufeln
29 sind mit ihren Stirnen mittels der Punktschweissung in den
Naben 14, 13 von den jeweils nachfolgenden benachbarten
Trommeln 8, 8a und 8a, 8a befestigt, und sie weisen im Quer schnitt eine krummlinige Form auf. Die Schaufeln 29 sind mit
Aussenkanten 30 versehen, welche nach innen zurückgebogen sind.
Der Ring 14 der unteren Nabe 12 überdeckt an der Stirnseite den Hohlraum einer jeden Trommel 8, 8a von unten, und der Ring 13 der oberen Nabe 11 überdeckt an der Stirnseite den Hohlraum einer jeden Trommel 8a von oben; auf diese Weise ist das Eintreten des Dampfstromes in den Hohlraum der Trommel 8, 8a nur zwischen den Schaufeln 29 der zentrifugalen Abscheidungsvorrichtung einer jeden Sektion 28 möglich.
Dadurch wird eine zuverlässige Abscheidung gesichert, und die abgeschiedene Flüssigkeit wird unter der Einwirkung der zentrifugalen Kraft in den eintretenden Dampfstrom von der Oberfläche der Schaufeln 29 nicht abgeschüttelt; sie sammelt sich in den Biegungen der vertikalen Aussenkanten 30 der Schaufeln 29 an und fliesst in Form von kontinuierlichen Strahlen auf die Vorrichtung 19 zur gleichmässigen Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile 17 der Sicken der unterhalb liegenden Trommel 8a herab. Der Hohlraum der unteren Trommel 8a ist von dem ringförmigen Hohlraum, der zwischen den Trommeln 8, 8a und dem Gehäuse 1 angeordnet ist, durch einen Verschluss abgetrennt.
Der Verschluss ist durch einen am Gehäuse 1 befestigten zylindrischen Schuss 31 gebildet, in dessen oberem Teil ein Ring 32 mit einem Rand über dessen Innendurchmesser in Verbindung mit dem unteren Ring-33 der unteren Trommel 8a angeordnet ist, die einen Rand über den Aussendurchmesser des Ringes 33 besitzt.
Für die Zuführung des Wärmeträgers (des Dampfes) in die Mäntel 2 des Apparates sind Stutzen 34 und für den Abfluss des Kondensates Stutzen 35 vorgesehen.
Der Verdampfer hat folgende Arbeitsweise:
Der Ausgangsrohstoff wird durch den Stutzen 3 (Fig. 1) dem zylindrischen Behälter 22 zugeführt. Bei dem Umlauf des Läufers 7 wird die Flüssigkeit unter der Einwirkung der zentrifugalen Kraft längs der Wandungen des Behälters 22 hochgehoben, indem sie eine vertikale Schicht bildet, die der Breite des Ansatzes gleich ist. Indem sich die Flüssigkeit über die Innenkante des konzentrischen Ringes 23 über die gesamte Kreislinie dieses Ringes überfliesst, zerfliesst sie gleichmässig über dessen Fläche in Form einer Haut, und sie wird dann von dem Aussenrand des Ringes auf die Innenfläche der vorstehenden Teile 17 der Sicken der Trommel 8 herabgeworfen, wo sie in einzelne vertikale Ströme eingeteilt wird, die unter der Einwirkung der Schwerkraft bis zu den Bohrungen 9 herunter abfliessen, die auf verschiedenen Höhen der Trommel 8 angeordnet sind.
Die Ströme der Flüssigkeit werden über die Bohrungen 9 gegen die Wärmeaustauschfläche 10 des Gehäuses 1 herausgeschleudert, wo sie eine niedergehende Dünnschicht bilden, die kontinuierlich durch die Flüssigkeitsstrahlen verwirbelt wird. Ein Teil dieser Flüssigkeit wird auf der Wär meaustauschfläche 10 verdampft, und die nicht verdampfte Flüssigkeit fliesst in den ringförmigen Sammelbehälter 26 herab, aus welchem sie durch die Rinnen 27 auf den Verteilungsring 13 der untenliegenden Trommel 8a überfliesst. Ferner wird unter der Einwirkung der zentrifugalen Kraft die Flüssigkeit von dem Ring 13 gegen die Innenfläche der vorstehenden Teile 17 der Sicken der Trommel 8a geschleudert, wo der Zyklus wiederholt wird.
Die eingedickte Lösung (oder der Blasenrückstand) wird durch den Stutzen 4 entfernt, und der sich bei der Verdampfung der Flüssigkeit gebildete Dampf bewegt sich nach unten durch den ringförmigen Spalt 21 zwischen der Aussenfläche der Trommeln 8 und 8a und der Wärmeaustauschfläche 10 des Gehäuses 1 des Apparates.
Durch die Reibung des Dampfes an der Flüssigkeit, welche Reibung bei der Bewegung des Dampfes entsteht, wird dabei der Prozess des Wärmeaustausches wirksamer durchgeführt.
Bei der Bewegung werden die Dämpfe teilweise (vorläufig) in dem ringförmigen Spalt 21 und bei der Änderung der Richtung des Dampfstromes um 900 beim Eintreten des Dampfes in eine jede Sektion 28 der zentrifugalen Abscheidungsvorrichtung abeschieden. Dann gehen die vorläufig abgeschiedenen Dämpfe durch die zentrifugale Abscheidungsvorrichtung, indem sie sich von den Flüssigkeitstropfen in einer jeden von den Sektionen 28 vollständig befreien; die Dämpfe gelangen dann in den Hohlraum der untenliegenden Trommeln 8a und werden anschliessend aus dem Verdampfer über den Stutzen 5 abgeführt.
Die abgeschiedene Flüssigkeit wird von der Oberfläche der Schaufeln 29 unter der Einwirkung der zentrifugalen Kraft in die Biegungen der vertikalen Aussenkanten 30 der Schaufeln 29 zurückgeschleudert, in diesen gespeichert und sie fliesst unter der Einwirkung der Schwerkraft in Form von kontinuierlichen Strahlen auf den Ring 13 der unterhalb liegenden Trommel 8a herab, von welcher sie dann der Innenfläche der vorstehenden Teile 17 der Sicken zugeführt wird.